建筑與氣候課件

建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)與建筑節(jié)能密切相關(guān)——建筑節(jié)能的基礎(chǔ)知識(shí)

第1篇建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)——建筑與氣候——建筑中傳熱方式——建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定傳熱——建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定傳熱基本知識(shí)、保溫設(shè)計(jì)、防潮設(shè)計(jì)、隔熱設(shè)計(jì)、日照設(shè)計(jì)建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)與建筑節(jié)能密切相關(guān)第1篇建筑熱1第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)礦物燃料室內(nèi)氣候條件室外氣候

人?建筑?氣候——基于人的考慮

圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程設(shè)備人室內(nèi)熱環(huán)境平衡系統(tǒng)室外能源環(huán)境系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)礦物燃料室內(nèi)氣候室外氣候人?2

1.1建筑與氣候

人與室內(nèi)熱環(huán)境人體熱舒適影響人體熱舒適的因素室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

建筑與氣候影響室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件結(jié)合氣候設(shè)計(jì)的建筑策略室內(nèi)熱環(huán)境P25

1.1建筑與氣候人與室內(nèi)熱環(huán)境室內(nèi)熱環(huán)境P253

一、人體熱舒適Δ生存——人對(duì)環(huán)境有適應(yīng)性生理反應(yīng)（局限性）。Δ熱舒適——將人從熱難受中解脫出來，建筑需要為人提供舒適?！吧妗迸c“熱舒適”人與室內(nèi)熱環(huán)境Δ生存——人對(duì)環(huán)境有適應(yīng)性生理反應(yīng)（局限性）。“生存”4

一、人體熱舒適

1、人體熱平衡為保持恒溫狀態(tài)，人體須不斷與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換。熱平衡一、人體熱舒適1、人體熱平衡熱平衡5

一、人體熱舒適

（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量（qm）——正值

主要取決于人體的活動(dòng)量或生產(chǎn)勞動(dòng)的強(qiáng)度。

成年人平均產(chǎn)熱量一、人體熱舒適（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量（qm）6

一、人體熱舒適

（2）對(duì)流換熱量（qc）

——與人體皮膚溫度tsk、環(huán)境空氣溫度ti及氣流速度v有關(guān)。當(dāng)：tsk>ti時(shí)，人體散熱；tsk<ti時(shí)，人體得熱。

氣流速度v越大，換熱率越高。一、人體熱舒適（2）對(duì)流換熱量（qc）7

一、人體熱舒適

（3）輻射換熱量（qr）

——取決于人體表面平均溫度tsk和室內(nèi)各表面平均輻射溫度tr。當(dāng)：tsk>tr時(shí)，人體散熱；tsk<tr時(shí)，人體得熱。

一、人體熱舒適（3）輻射換熱量（qr）8

一、人體熱舒適

（4）蒸發(fā)散熱量（qw）——負(fù)值主要取決于氣流速度v和空氣濕度φ。若v增加，則蒸發(fā)換熱量增加，反之則減少；若φ增加，則蒸發(fā)換熱量減少，反之則增加。一、人體熱舒適（4）蒸發(fā)散熱量（qw）——負(fù)值9

一、人體熱舒適

當(dāng)?q=0時(shí)，人體達(dá)到熱平衡，即：思考：當(dāng)?q=0，即人體達(dá)到熱平衡時(shí)，就一定會(huì)感到熱舒適嗎？一、人體熱舒適10

一、人體熱舒適回答：不對(duì)。公式中各項(xiàng)可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，可能有許多不同組合，都可使?q=0，但并不是所有熱平衡都舒適。如大汗淋漓下的熱平衡，蒸發(fā)換熱量太大，超出人體生理調(diào)節(jié)機(jī)能。——負(fù)荷熱平衡只有那種使人體按正常比例散熱的熱平衡才是舒適的。——正常熱平衡

一、人體熱舒適回答：不對(duì)。11

一、人體熱舒適熱舒適

2、人體熱舒適條件（1）?q=0時(shí)，即人體處于熱平衡狀態(tài)。（2）人體按正常比例散熱：對(duì)流換熱占總散熱量的25%~30%；輻射換熱占總散熱量的45%~50%；蒸發(fā)散熱量占25%~30%。

一、人體熱舒適熱舒適2、人體熱舒適條件12

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素

（一）環(huán)境因素：

室內(nèi)熱環(huán)境（室內(nèi)氣候）的四個(gè)參數(shù)：

室內(nèi)空氣溫度室內(nèi)空氣濕度

室內(nèi)風(fēng)速室內(nèi)壁面平均輻射溫度

環(huán)境物理因素二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素（一）環(huán)境因素：環(huán)境物理因13

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

1、室內(nèi)空氣溫度——直接影響人體對(duì)流換熱。室內(nèi)最適宜溫度：20℃~24℃。規(guī)定：冬季一般在16~22℃，夏季為24~28℃。建筑設(shè)計(jì)者的任務(wù)——通過改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱特性，使室內(nèi)實(shí)際溫度達(dá)到室內(nèi)計(jì)算溫度。二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素1、室14

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

2、室內(nèi)空氣濕度——直接影響人體的蒸發(fā)散熱。

最適宜的相對(duì)濕度應(yīng)為50~60%。當(dāng)濕度過低（低于20%）時(shí)，則人會(huì)感到干燥、呼吸器官不適；當(dāng)濕度過高（高于70%）時(shí)，則汗液不易蒸發(fā)，形成悶熱感，令人不舒適。二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素2、室15

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

3、室內(nèi)風(fēng)速——影響對(duì)流換熱和蒸發(fā)換熱，也影響室內(nèi)空氣更新。一般舒適的氣流速度為0.1~0.3m/s。但在夏季利用自然通風(fēng)降溫的房間，風(fēng)速在0.3~1m/s之間令人感到愉快。當(dāng)氣流速度大于1.5m/s時(shí)，多數(shù)人認(rèn)為風(fēng)速太大，不舒適。

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素3、室16

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

4、室內(nèi)表面平均輻射溫度

——影響人的輻射換熱量。高溫物體會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生“熱”輻射，低溫物體則會(huì)對(duì)人產(chǎn)生“冷”輻射?！皇孢m二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素4、室17二、影響人體熱舒適的因素

（二）人體因素：主要有：

人體新陳代謝產(chǎn)熱率人體衣著狀況——衣服熱阻人體因素二、影響人體熱舒適的因素（二）人體因素：人體因素18二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到寒冷，通常由哪幾個(gè)原因造成？

（1）周圍空氣溫度低，人體表面對(duì)流散熱量過多；（2）室內(nèi)各表面溫度低，對(duì)人體造成過多冷輻射；

（3）周圍空氣濕度低，人體表面水份蒸發(fā)量大；對(duì)策對(duì)策對(duì)策向室內(nèi)供暖,提高室溫。提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能。提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能，從而能夠提高室內(nèi)表面溫度。提高濕度，減少人體表面蒸發(fā)。二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到寒冷，通常由哪幾19

二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到炎熱，通常由哪幾個(gè)原因造成？

（1）周圍空氣溫度高，人體表面對(duì)流得熱量過多；（2）室內(nèi)各表面溫度高，對(duì)人體造成過多熱輻射；

（3）周圍空氣濕度高，人體表面水份蒸發(fā)量??；對(duì)策對(duì)策對(duì)策向室內(nèi)供冷，降低室溫。加強(qiáng)（夜間）自然通風(fēng)。加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能，可降低室內(nèi)表面溫度。降低濕度。二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到炎熱，通常由哪20

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)四個(gè)物理環(huán)境因素是互不相同，密切相關(guān)，一種綜合效果。

改變其中的一個(gè)因素可補(bǔ)償其他因素的不足。如室內(nèi)空氣溫度低而平均輻射溫度高，室內(nèi)空氣溫度高而平均輻射溫度低的房間就可以有同樣的熱感覺。任何單項(xiàng)因素都不足說明人體對(duì)熱環(huán)境的反應(yīng)?！Ｍ脝我粎?shù)描述，以綜合同時(shí)起作用的全部因素。為什么要對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)？三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)四個(gè)物理環(huán)21

一般有五種綜合評(píng)價(jià)方法：作用溫度

（OperativeTemperature）OT

有效溫度（EffectiveTemperature）ET熱應(yīng)力指標(biāo)（HeatStressIndex）HSI預(yù)測平均熱感覺指標(biāo)（PredictedMeanVote）PMV熱感覺投票（ThermalSensationVotes）TSV

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方法

一般有五種綜合評(píng)價(jià)方法：三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方22

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)20世紀(jì)80年代初，國際標(biāo)準(zhǔn)化組（ISO）認(rèn)可的相對(duì)全面的熱舒適指標(biāo)，丹麥范格爾綜合近千人在不同熱環(huán)境下的熱感覺試驗(yàn)結(jié)果，并以人體熱平衡方程為基礎(chǔ)所得出的函數(shù)。三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)20世紀(jì)23PMV等級(jí)指標(biāo)系統(tǒng)按人的熱感覺，建立起七級(jí)PMV指標(biāo)系統(tǒng)，得出在每一特定值上感到不滿意人數(shù)的百分比，即預(yù)測不滿意百分比（PredictedpercentageDissatisfied，簡寫為PPD），并繪出了PMV-PPD曲線。三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)PMVPMV等級(jí)指標(biāo)系統(tǒng)按人的熱感覺，建立24

ISO組織規(guī)定：PMV值在-0.5~+0.5范圍內(nèi)為室內(nèi)熱舒適指標(biāo)，即PPD≦10%。我國一般認(rèn)為-1~+1間可視為熱舒適環(huán)境。

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)ISO組織規(guī)定：PMV值在-0.525第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)

人與室內(nèi)熱環(huán)境人體熱舒適影響人體熱舒適的因素室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

建筑與氣候影響室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件結(jié)合氣候設(shè)計(jì)的建筑策略室外熱環(huán)境P20

第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)人與室內(nèi)熱環(huán)境室外熱環(huán)境P26建筑與氣候綜述

“如果我們想把房子正確地設(shè)計(jì)好，就得從觀察建造地點(diǎn)的特點(diǎn)和氣候開始，一種是房子看起來適合埃及，另一種適合于西班牙……再另外一種適合羅馬……很顯然不同房子的設(shè)計(jì)應(yīng)該適應(yīng)各種不同的氣候?！薄S特魯維建筑師，公元前1世紀(jì)建筑與氣候綜述“如果我們想把房子正確地設(shè)計(jì)好，就27

一、影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件

（一）外部氣候條件與建筑關(guān)系密切的氣候參數(shù)：太陽輻射、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)向和風(fēng)速、凝結(jié)和降水。一、影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件（一）外部氣候條件28（一）外部氣候條件太陽輻射來自太陽的電磁波輻射，決定地表空氣的溫度變化，并主導(dǎo)地球上所有的氣候現(xiàn)象。太陽輻射既造成夏季室溫過高，又是冬季提高室溫的天然能源。太陽輻射與建筑的相互作用：透過和吸收。（一）外部氣候條件太陽輻射來自太陽的電磁波輻射，決定地表空29

（一）外部氣候條件太陽輻射太陽輻射的方向性建筑各朝向表面的日輻射照度隨季節(jié)的變化規(guī)律各不相同。

北緯40℃地區(qū)太陽輻射的方向性（一）外部氣候條件太陽輻射太陽輻射的方向性北緯40℃地區(qū)30（一）外部氣候條件空氣溫度形成——取決于地球表面溫度，地表與空氣的熱交換是影響空氣溫度的基本途徑。觀測

室外氣溫通常指距地面1.5m高、背陰處的空氣溫度。因此，測量空氣溫度須避免太陽輻射的因素。（一）外部氣候條件空氣溫度形成31

（一）外部氣候條件空氣濕度相對(duì)濕度年變化相對(duì)濕度日變化（一）外部氣候條件空氣濕度相對(duì)濕度年變化相對(duì)濕度日變化32（一）外部氣候條件風(fēng)風(fēng)向與風(fēng)速風(fēng)向與風(fēng)速是描述風(fēng)特征的兩個(gè)要素。風(fēng)玫瑰圖是表示一定時(shí)間內(nèi)各個(gè)方向刮風(fēng)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)圖。某地的風(fēng)向頻率分布實(shí)線為全年，虛線為7月份某地一年的風(fēng)速頻率分布（一）外部氣候條件風(fēng)風(fēng)向與風(fēng)速某地的風(fēng)向頻率分布實(shí)線為全33（二）城市氣候

城市規(guī)劃時(shí)，不但要考慮大范圍的地理和氣候特點(diǎn)，而且還要考慮由于城市用地的自然條件改變而形成的城市氣候。由于城市市區(qū)與郊區(qū)的氣候存在差異，有必要將城市市區(qū)從一個(gè)大范圍中分離出來，單獨(dú)考慮其不同于周圍地區(qū)的城市微氣候特征。

提出P138（二）城市氣候城市規(guī)劃時(shí)，不但要考慮大范圍的地理和氣候特點(diǎn)34

（二）城市氣候

定義：

Δ城市氣候：區(qū)域氣候背景下，經(jīng)過城市化后，人口高度密集，在城市特殊下墊面和城市氣候活動(dòng)的影響下，改變?cè)摰貐^(qū)原有的區(qū)域氣候狀況，形成一種與城市周圍不同的局地氣侯。

Δ下墊面：直接與大氣下表面接觸的地表層。定義及形成原因（二）城市氣候定義：定義及形成原因35

（二）城市氣候

原因：

Δ特殊下墊面：城市建筑物、瀝青和水泥路面等代替以植被為主的自然下墊面，使城市下墊面性質(zhì)發(fā)生變化。

Δ人為熱：大量能源輸入城市以供生產(chǎn)生活消費(fèi)，城市擁有大量人為熱。

Δ空氣污染：城市工業(yè)與民用的大量煙塵、廢氣排入大氣，改變城市大氣成分。

定義及形成原因（二）城市氣候原因：定義及形成原因36（1）大氣透明度小，削弱了太陽輻射；——大氣污染（2）氣溫較高，形成“熱島效應(yīng)”；建筑物與人口密集的大城市，由于地面覆蓋物吸收的輻射熱多，發(fā)熱體也多，市區(qū)中心的溫度高于郊區(qū)；（3）風(fēng)速小，風(fēng)向隨地而異；（4）蒸發(fā)減弱，濕度變??；（5）霧多，能見度差。——由于城區(qū)大氣污染程度高于郊區(qū)，空氣中有豐富凝結(jié)核。特征（1）大氣透明度小，削弱了太陽輻射；——大氣污染特征37●避免或減弱熱島現(xiàn)象的措施：▲在城市中增加水面設(shè)置、擴(kuò)大綠化面積?！捎谒疅崛萘看?，且可通過蒸發(fā)吸收熱量?！G化則除蒸發(fā)吸熱外，對(duì)日輻射還有一定的反射作用，尤其在夏季日輻射照度很大時(shí)，可顯著降低周圍空氣溫度——改善建筑周圍小氣候▲避免方形、圓形城市面積的設(shè)計(jì)，多采用帶形城市設(shè)計(jì)。措施●避免或減弱熱島現(xiàn)象的措施：措施38（三）建筑氣候區(qū)劃全球各地氣候狀況差異很大，為科學(xué)地提出與建筑有關(guān)氣候條件的設(shè)計(jì)依據(jù)，明確各氣候區(qū)建筑設(shè)計(jì)要求和相應(yīng)的技術(shù)措施?！?dú)夂騾^(qū)劃

建筑氣候分區(qū)根據(jù)空氣溫度、濕度和太陽輻射將全球劃分為濕熱、干熱、溫和和寒冷四個(gè)氣候區(qū)。國際最常用，但較粗略、感性和主觀。（三）建筑氣候區(qū)劃全球各地氣候狀況差異很大，為科學(xué)地提出與39建筑氣候分區(qū)及氣候策略

氣候類型氣候特征及氣候因素建筑氣候策略濕熱氣候區(qū)溫度高（15℃~35℃），年平均氣溫在18℃左右或更高年較差小年降水量≥750mm潮濕悶熱、相對(duì)濕度≥80％太陽輻射強(qiáng)烈、眩光遮陽自然通風(fēng)降溫低熱容的圍護(hù)結(jié)構(gòu)干熱氣候區(qū)太陽輻射強(qiáng)烈、眩光溫度高（20℃~40℃）年較差、日較差大降水稀少、空氣干燥、濕度低多風(fēng)沙最大限度地遮陽厚重的蓄熱墻體增強(qiáng)熱穩(wěn)定性利用水體調(diào)節(jié)微氣候內(nèi)向型院落式格局溫和氣候區(qū)有較明顯的季節(jié)性溫度變化（有較寒冷的冬季和較炎熱的夏季）月平均氣溫的波動(dòng)范圍大，最冷月低至－15℃，最熱月可高達(dá)25℃氣溫的年變化幅度可從－30℃到37℃夏季：遮陽、通風(fēng)冬季：保溫寒冷氣候區(qū)大部分時(shí)間月平均溫度低于15℃日夜溫差變化較大風(fēng)、嚴(yán)寒、雪荷載最大限度地保溫（三）建筑氣候區(qū)劃建筑氣候分區(qū)及氣候策略氣候類型氣候特征及氣候因素建筑氣候策40

（三）建筑氣候區(qū)劃為更好地適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，我國在《建筑氣候區(qū)劃標(biāo)準(zhǔn)》（GB50178-93）中提出建筑氣候區(qū)劃。

建筑氣候區(qū)劃：以1月和7月的平均氣溫、7月平均相對(duì)濕度作為主要指標(biāo)，以年降水量、年平均氣溫≤5℃和≥25℃的天數(shù)作為輔助指標(biāo)，將我國氣候劃分為7個(gè)一級(jí)區(qū)，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ區(qū)。一級(jí)區(qū)內(nèi)又以1月、7月平均氣溫、凍土性質(zhì)、最大風(fēng)速、年降水量等指標(biāo)，劃分成20個(gè)二級(jí)區(qū)，提出相應(yīng)的建筑要求和技術(shù)措施。

國內(nèi)（三）建筑氣候區(qū)劃為更好地適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，我國在《建筑氣41（三）建筑氣候區(qū)劃中國建筑氣候區(qū)劃圖

（三）建筑氣候區(qū)劃中國建筑氣候區(qū)劃圖42（三）建筑氣候區(qū)劃中國建筑氣候一級(jí)區(qū)區(qū)劃指標(biāo)

分區(qū)名稱分區(qū)指標(biāo)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)Ⅰ１月平均溫度≤-10℃；7月平均溫度≥25℃；7月平均相對(duì)濕度≥50%年降水量200～800mm；年日平均溫度≤5℃的天數(shù)≥145天Ⅱ１月平均溫度-10～0℃；7月平均溫度18～28℃；年日平均溫度≥25℃的天數(shù)＜80天；年日平均溫度≤5℃的天數(shù)90～145天Ⅲ1月平均溫度0～10℃，7月平均溫度25～29℃年日平均溫度≤5℃的天數(shù)0～90天；年日平均溫度≥25℃的天數(shù)40～110天Ⅳ１月平均溫度＞10℃，7月平均溫度25～29℃年日平均溫度≥25℃的天數(shù)100～200天Ⅴ1月平均溫度0～13℃，7月平均溫度18～25℃年日平均溫度≤5℃的天數(shù)90～285天Ⅵ1月平均溫度-22～0℃，7月平均溫度＜18℃；年日平均溫度≤5℃的天數(shù)0～90天Ⅶ１月平均溫度-20～-5℃；7月平均溫度≥18℃；7月平均相對(duì)濕度＜50%年降水量10～600mm；年日平均溫度≤5℃的天數(shù)110～180天；年日平均溫度≥25℃的天數(shù)＜120天（三）建筑氣候區(qū)劃中國建筑氣候一級(jí)區(qū)區(qū)劃指標(biāo)分區(qū)名稱分區(qū)43（四）我國建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)我國幅員遼闊，地形、地貌多樣，氣候類型豐富。為滿足建筑與氣候相適應(yīng)的要求，從建筑熱工設(shè)計(jì)角度出發(fā)，把我國各地氣候劃分為五個(gè)熱工分區(qū)。嚴(yán)寒地區(qū)寒冷地區(qū)夏熱冬冷地區(qū)夏熱冬暖地區(qū)溫和地區(qū)

P31（四）我國建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)我國幅員遼闊，地形、地貌多樣，氣44

（四）我國建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)氣候區(qū)劃與熱工分區(qū)對(duì)比熱工設(shè)計(jì)分區(qū)：嚴(yán)寒地區(qū)包含建筑氣候區(qū)劃中的全部Ⅰ區(qū)和ⅥA、ⅥB、ⅦA、ⅦB、ⅦC區(qū)；寒冷地區(qū)包含建筑氣候區(qū)劃中的全部Ⅱ、ⅥC、ⅦD區(qū)；夏熱冬冷地區(qū)與Ⅲ區(qū)、夏熱冬暖地區(qū)與Ⅳ區(qū)、溫和地區(qū)與Ⅴ區(qū)則完全一致。建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)——熱工設(shè)計(jì)。（四）我國建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)氣候區(qū)劃與熱工分區(qū)對(duì)比熱工設(shè)計(jì)分45建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)及熱工設(shè)計(jì)要求分區(qū)名稱分區(qū)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求對(duì)應(yīng)建筑氣候區(qū)主要指標(biāo)輔助指標(biāo)嚴(yán)寒地區(qū)最冷月平均溫度≤－10℃日平均溫度≤5℃的天數(shù)≥145天必須充分滿足冬季保溫要求，一般可以不考慮夏季防熱Ⅰ區(qū)、ⅥA、ⅥB區(qū)、ⅦA～ⅦC區(qū)寒冷地區(qū)最冷月平均溫度0～－10℃日平均溫度≤5℃的天數(shù)90～145天應(yīng)滿足冬季保溫要求，部分地區(qū)兼顧夏季防熱Ⅱ、ⅥC、ⅦD區(qū)夏熱冬冷地區(qū)最冷月平均溫度0～10℃，最熱月平均溫度25～30℃日平均溫度≤5℃的天數(shù)0～99天，日平均溫度≥25℃的天數(shù)40～110天必須滿足夏季防熱要求，適當(dāng)兼顧冬季保溫Ⅲ區(qū)夏熱冬暖地區(qū)最冷月平均溫度＞10℃，最熱月平均溫度25～29℃日平均溫度≥25℃的天數(shù)100～200天必須充分滿足夏季防熱要求，一般可不考慮冬季保溫Ⅳ區(qū)溫和地區(qū)最冷月平均溫度0～13℃，最熱月平均溫度18～25℃日平均溫度≤5℃的天數(shù)0～90天部分地區(qū)應(yīng)考慮冬季保溫，一般可不考慮夏季防熱Ⅴ區(qū)氣候分區(qū)與熱工分區(qū)對(duì)比建筑熱工設(shè)計(jì)分區(qū)及熱工設(shè)計(jì)要求分區(qū)名稱分區(qū)指標(biāo)設(shè)計(jì)要求對(duì)應(yīng)建46建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)與建筑節(jié)能密切相關(guān)——建筑節(jié)能的基礎(chǔ)知識(shí)

第1篇建筑熱環(huán)境設(shè)計(jì)第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)——建筑與氣候——建筑中傳熱方式——建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定傳熱——建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定傳熱基本知識(shí)、保溫設(shè)計(jì)、防潮設(shè)計(jì)、隔熱設(shè)計(jì)、日照設(shè)計(jì)建筑熱工學(xué)、建筑光學(xué)與建筑節(jié)能密切相關(guān)第1篇建筑熱47第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)礦物燃料室內(nèi)氣候條件室外氣候

人?建筑?氣候——基于人的考慮

圍護(hù)結(jié)構(gòu)工程設(shè)備人室內(nèi)熱環(huán)境平衡系統(tǒng)室外能源環(huán)境系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)礦物燃料室內(nèi)氣候室外氣候人?48

1.1建筑與氣候

人與室內(nèi)熱環(huán)境人體熱舒適影響人體熱舒適的因素室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

建筑與氣候影響室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件結(jié)合氣候設(shè)計(jì)的建筑策略室內(nèi)熱環(huán)境P25

1.1建筑與氣候人與室內(nèi)熱環(huán)境室內(nèi)熱環(huán)境P2549

一、人體熱舒適Δ生存——人對(duì)環(huán)境有適應(yīng)性生理反應(yīng)（局限性）。Δ熱舒適——將人從熱難受中解脫出來，建筑需要為人提供舒適?！吧妗迸c“熱舒適”人與室內(nèi)熱環(huán)境Δ生存——人對(duì)環(huán)境有適應(yīng)性生理反應(yīng)（局限性）。“生存”50

一、人體熱舒適

1、人體熱平衡為保持恒溫狀態(tài)，人體須不斷與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換。熱平衡一、人體熱舒適1、人體熱平衡熱平衡51

一、人體熱舒適

（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量（qm）——正值

主要取決于人體的活動(dòng)量或生產(chǎn)勞動(dòng)的強(qiáng)度。

成年人平均產(chǎn)熱量一、人體熱舒適（1）人體新陳代謝產(chǎn)熱量（qm）52

一、人體熱舒適

（2）對(duì)流換熱量（qc）

——與人體皮膚溫度tsk、環(huán)境空氣溫度ti及氣流速度v有關(guān)。當(dāng)：tsk>ti時(shí)，人體散熱；tsk<ti時(shí)，人體得熱。

氣流速度v越大，換熱率越高。一、人體熱舒適（2）對(duì)流換熱量（qc）53

一、人體熱舒適

（3）輻射換熱量（qr）

——取決于人體表面平均溫度tsk和室內(nèi)各表面平均輻射溫度tr。當(dāng)：tsk>tr時(shí)，人體散熱；tsk<tr時(shí)，人體得熱。

一、人體熱舒適（3）輻射換熱量（qr）54

一、人體熱舒適

（4）蒸發(fā)散熱量（qw）——負(fù)值主要取決于氣流速度v和空氣濕度φ。若v增加，則蒸發(fā)換熱量增加，反之則減少；若φ增加，則蒸發(fā)換熱量減少，反之則增加。一、人體熱舒適（4）蒸發(fā)散熱量（qw）——負(fù)值55

一、人體熱舒適

當(dāng)?q=0時(shí)，人體達(dá)到熱平衡，即：思考：當(dāng)?q=0，即人體達(dá)到熱平衡時(shí)，就一定會(huì)感到熱舒適嗎？一、人體熱舒適56

一、人體熱舒適回答：不對(duì)。公式中各項(xiàng)可在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，可能有許多不同組合，都可使?q=0，但并不是所有熱平衡都舒適。如大汗淋漓下的熱平衡，蒸發(fā)換熱量太大，超出人體生理調(diào)節(jié)機(jī)能?！?fù)荷熱平衡只有那種使人體按正常比例散熱的熱平衡才是舒適的?！崞胶?/p>

一、人體熱舒適回答：不對(duì)。57

一、人體熱舒適熱舒適

2、人體熱舒適條件（1）?q=0時(shí)，即人體處于熱平衡狀態(tài)。（2）人體按正常比例散熱：對(duì)流換熱占總散熱量的25%~30%；輻射換熱占總散熱量的45%~50%；蒸發(fā)散熱量占25%~30%。

一、人體熱舒適熱舒適2、人體熱舒適條件58

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素

（一）環(huán)境因素：

室內(nèi)熱環(huán)境（室內(nèi)氣候）的四個(gè)參數(shù)：

室內(nèi)空氣溫度室內(nèi)空氣濕度

室內(nèi)風(fēng)速室內(nèi)壁面平均輻射溫度

環(huán)境物理因素二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素（一）環(huán)境因素：環(huán)境物理因59

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

1、室內(nèi)空氣溫度——直接影響人體對(duì)流換熱。室內(nèi)最適宜溫度：20℃~24℃。規(guī)定：冬季一般在16~22℃，夏季為24~28℃。建筑設(shè)計(jì)者的任務(wù)——通過改善圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱特性，使室內(nèi)實(shí)際溫度達(dá)到室內(nèi)計(jì)算溫度。二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素1、室60

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

2、室內(nèi)空氣濕度——直接影響人體的蒸發(fā)散熱。

最適宜的相對(duì)濕度應(yīng)為50~60%。當(dāng)濕度過低（低于20%）時(shí)，則人會(huì)感到干燥、呼吸器官不適；當(dāng)濕度過高（高于70%）時(shí)，則汗液不易蒸發(fā)，形成悶熱感，令人不舒適。二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素2、室61

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

3、室內(nèi)風(fēng)速——影響對(duì)流換熱和蒸發(fā)換熱，也影響室內(nèi)空氣更新。一般舒適的氣流速度為0.1~0.3m/s。但在夏季利用自然通風(fēng)降溫的房間，風(fēng)速在0.3~1m/s之間令人感到愉快。當(dāng)氣流速度大于1.5m/s時(shí)，多數(shù)人認(rèn)為風(fēng)速太大，不舒適。

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素3、室62

二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素

4、室內(nèi)表面平均輻射溫度

——影響人的輻射換熱量。高溫物體會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生“熱”輻射，低溫物體則會(huì)對(duì)人產(chǎn)生“冷”輻射?！皇孢m二、影響人體熱舒適的環(huán)境因素環(huán)境物理因素4、室63二、影響人體熱舒適的因素

（二）人體因素：主要有：

人體新陳代謝產(chǎn)熱率人體衣著狀況——衣服熱阻人體因素二、影響人體熱舒適的因素（二）人體因素：人體因素64二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到寒冷，通常由哪幾個(gè)原因造成？

（1）周圍空氣溫度低，人體表面對(duì)流散熱量過多；（2）室內(nèi)各表面溫度低，對(duì)人體造成過多冷輻射；

（3）周圍空氣濕度低，人體表面水份蒸發(fā)量大；對(duì)策對(duì)策對(duì)策向室內(nèi)供暖,提高室溫。提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能。提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫性能，從而能夠提高室內(nèi)表面溫度。提高濕度，減少人體表面蒸發(fā)。二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到寒冷，通常由哪幾65

二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到炎熱，通常由哪幾個(gè)原因造成？

（1）周圍空氣溫度高，人體表面對(duì)流得熱量過多；（2）室內(nèi)各表面溫度高，對(duì)人體造成過多熱輻射；

（3）周圍空氣濕度高，人體表面水份蒸發(fā)量??；對(duì)策對(duì)策對(duì)策向室內(nèi)供冷，降低室溫。加強(qiáng)（夜間）自然通風(fēng)。加強(qiáng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱性能，可降低室內(nèi)表面溫度。降低濕度。二、影響人體熱舒適的因素討論人體在室內(nèi)感到炎熱，通常由哪66

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)四個(gè)物理環(huán)境因素是互不相同，密切相關(guān)，一種綜合效果。

改變其中的一個(gè)因素可補(bǔ)償其他因素的不足。如室內(nèi)空氣溫度低而平均輻射溫度高，室內(nèi)空氣溫度高而平均輻射溫度低的房間就可以有同樣的熱感覺。任何單項(xiàng)因素都不足說明人體對(duì)熱環(huán)境的反應(yīng)。——希望用單一參數(shù)描述，以綜合同時(shí)起作用的全部因素。為什么要對(duì)室內(nèi)熱環(huán)境進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)？三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)四個(gè)物理環(huán)67

一般有五種綜合評(píng)價(jià)方法：作用溫度

（OperativeTemperature）OT

有效溫度（EffectiveTemperature）ET熱應(yīng)力指標(biāo)（HeatStressIndex）HSI預(yù)測平均熱感覺指標(biāo)（PredictedMeanVote）PMV熱感覺投票（ThermalSensationVotes）TSV

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方法

一般有五種綜合評(píng)價(jià)方法：三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)方68

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)20世紀(jì)80年代初，國際標(biāo)準(zhǔn)化組（ISO）認(rèn)可的相對(duì)全面的熱舒適指標(biāo)，丹麥范格爾綜合近千人在不同熱環(huán)境下的熱感覺試驗(yàn)結(jié)果，并以人體熱平衡方程為基礎(chǔ)所得出的函數(shù)。三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)20世紀(jì)69PMV等級(jí)指標(biāo)系統(tǒng)按人的熱感覺，建立起七級(jí)PMV指標(biāo)系統(tǒng)，得出在每一特定值上感到不滿意人數(shù)的百分比，即預(yù)測不滿意百分比（PredictedpercentageDissatisfied，簡寫為PPD），并繪出了PMV-PPD曲線。三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)PMVPMV等級(jí)指標(biāo)系統(tǒng)按人的熱感覺，建立70

ISO組織規(guī)定：PMV值在-0.5~+0.5范圍內(nèi)為室內(nèi)熱舒適指標(biāo)，即PPD≦10%。我國一般認(rèn)為-1~+1間可視為熱舒適環(huán)境。

三、室內(nèi)熱環(huán)境綜合評(píng)價(jià)ISO組織規(guī)定：PMV值在-0.571第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)

人與室內(nèi)熱環(huán)境人體熱舒適影響人體熱舒適的因素室內(nèi)熱環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)

建筑與氣候影響室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件結(jié)合氣候設(shè)計(jì)的建筑策略室外熱環(huán)境P20

第1章建筑熱環(huán)境基本知識(shí)人與室內(nèi)熱環(huán)境室外熱環(huán)境P72建筑與氣候綜述

“如果我們想把房子正確地設(shè)計(jì)好，就得從觀察建造地點(diǎn)的特點(diǎn)和氣候開始，一種是房子看起來適合埃及，另一種適合于西班牙……再另外一種適合羅馬……很顯然不同房子的設(shè)計(jì)應(yīng)該適應(yīng)各種不同的氣候。”——維特魯維建筑師，公元前1世紀(jì)建筑與氣候綜述“如果我們想把房子正確地設(shè)計(jì)好，就73

一、影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件

（一）外部氣候條件與建筑關(guān)系密切的氣候參數(shù)：太陽輻射、空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)向和風(fēng)速、凝結(jié)和降水。一、影響建筑室內(nèi)熱環(huán)境的氣候條件（一）外部氣候條件74（一）外部氣候條件太陽輻射來自太陽的電磁波輻射，決定地表空氣的溫度變化，并主導(dǎo)地球上所有的氣候現(xiàn)象。太陽輻射既造成夏季室溫過高，又是冬季提高室溫的天然能源。太陽輻射與建筑的相互作用：透過和吸收。（一）外部氣候條件太陽輻射來自太陽的電磁波輻射，決定地表空75

（一）外部氣候條件太陽輻射太陽輻射的方向性建筑各朝向表面的日輻射照度隨季節(jié)的變化規(guī)律各不相同。

北緯40℃地區(qū)太陽輻射的方向性（一）外部氣候條件太陽輻射太陽輻射的方向性北緯40℃地區(qū)76（一）外部氣候條件空氣溫度形成——取決于地球表面溫度，地表與空氣的熱交換是影響空氣溫度的基本途徑。觀測

室外氣溫通常指距地面1.5m高、背陰處的空氣溫度。因此，測量空氣溫度須避免太陽輻射的因素。（一）外部氣候條件空氣溫度形成77

（一）外部氣候條件空氣濕度相對(duì)濕度年變化相對(duì)濕度日變化（一）外部氣候條件空氣濕度相對(duì)濕度年變化相對(duì)濕度日變化78（一）外部氣候條件風(fēng)風(fēng)向與風(fēng)速風(fēng)向與風(fēng)速是描述風(fēng)特征的兩個(gè)要素。風(fēng)玫瑰圖是表示一定時(shí)間內(nèi)各個(gè)方向刮風(fēng)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)圖。某地的風(fēng)向頻率分布實(shí)線為全年，虛線為7月份某地一年的風(fēng)速頻率分布（一）外部氣候條件風(fēng)風(fēng)向與風(fēng)速某地的風(fēng)向頻率分布實(shí)線為全79（二）城市氣候

城市規(guī)劃時(shí)，不但要考慮大范圍的地理和氣候特點(diǎn)，而且還要考慮由于城市用地的自然條件改變而形成的城市氣候。由于城市市區(qū)與郊區(qū)的氣候存在差異，有必要將城市市區(qū)從一個(gè)大范圍中分離出來，單獨(dú)考慮其不同于周圍地區(qū)的城市微氣候特征。

提出P138（二）城市氣候城市規(guī)劃時(shí)，不但要考慮大范圍的地理和氣候特點(diǎn)80

（二）城市氣候

定義：

Δ城市氣候：區(qū)域氣候背景下，經(jīng)過城市化后，人口高度密集，在城市特殊下墊面和城市氣候活動(dòng)的影響下，改變?cè)摰貐^(qū)原有的區(qū)域氣候狀況，形成一種與城市周圍不同的局地氣侯。

Δ下墊面：直接與大氣下表面接觸的地表層。定義及形成原因（二）城市氣候定義：定義及形成原因81

（二）城市氣候

原因：

Δ特殊下墊面：城市建筑物、瀝青和水泥路面等代替以植被為主的自然下墊面，使城市下墊面性質(zhì)發(fā)生變化。

Δ人為熱：大量能源輸入城市以供生產(chǎn)生活消費(fèi)，城市擁有大量人為熱。

Δ空氣污染：城市工業(yè)與民用的大量煙塵、廢氣排入大氣，改變城市大氣成分。

定義及形成原因（二）城市氣候原因：定義及形成原因82（1）大氣透明度小，削弱了太陽輻射；——大氣污染（2）氣溫較高，形成“熱島效應(yīng)”；建筑物與人口密集的大城市，由于地面覆蓋物吸收的輻射熱多，發(fā)熱體也多，市區(qū)中心的溫度高于郊區(qū)；（3）風(fēng)速小，風(fēng)向隨地而異；（4）蒸發(fā)減弱，濕度變??；（5）霧多，能見度差?！捎诔菂^(qū)大氣污染程度高于郊區(qū)，空氣中有豐富凝結(jié)核。特征（1）大氣透明度小，削弱了太陽輻射；——大氣污染特征83●避免或減弱熱島現(xiàn)象的措施：▲在城市中增加水面設(shè)置、擴(kuò)大綠化面積?！捎谒疅崛萘看?，且可通過蒸發(fā)吸收熱量?！G化則除蒸發(fā)吸熱外，對(duì)日輻射還有一定的反射作用，尤其在夏季日輻射照度很大時(shí)，可顯著降低周圍空氣溫度——改善建筑周圍小氣候▲避免方形、圓形城市面積的設(shè)計(jì)，多采用帶形城市設(shè)計(jì)。措施●避免或減弱熱島現(xiàn)象的措施：措施84（三）建筑氣候區(qū)劃全球各地氣候狀況差異很大，為科學(xué)地提出與建筑有關(guān)氣候條件的設(shè)計(jì)依據(jù)，明確各氣候區(qū)建筑設(shè)計(jì)要求和相應(yīng)的技術(shù)措施?！?dú)夂騾^(qū)劃

建筑氣候分區(qū)根據(jù)空氣溫度、濕度和太陽輻射將全球劃分為濕熱、干熱、溫和和寒冷四個(gè)氣候區(qū)。國際最常用，但較粗略、感性和主觀。（三）建筑氣候區(qū)劃全球各地氣候狀況差異很大，為科學(xué)地提出與85建筑氣候分區(qū)及氣候策略

氣候類型氣候特征及氣候因素建筑氣候策略濕熱氣候區(qū)溫度高（15℃~35℃），年平均氣溫在18℃左右或更高年較差小年降水量≥750mm潮濕悶熱、相對(duì)濕度≥80％太陽輻射強(qiáng)烈、眩光遮陽自然通風(fēng)降溫低熱容的圍護(hù)結(jié)構(gòu)干熱氣候區(qū)太陽輻射強(qiáng)烈、眩光溫度高（20℃~40℃）年較差、日較差大降水稀少、空氣干燥、濕度低多風(fēng)沙最大限度地遮陽厚重的蓄熱墻體增強(qiáng)熱穩(wěn)定性利用水體調(diào)節(jié)微氣候內(nèi)向型院落式格局溫和氣候區(qū)有較明顯的季節(jié)性溫度變化（有較寒冷的冬季和較炎熱的夏季）月平均氣溫的波動(dòng)范圍大，最冷月低至－15℃，最熱月可高達(dá)25℃氣溫的年變化幅度可從－30℃到37℃夏季：遮陽、通風(fēng)冬季：保溫寒冷氣候區(qū)大部分時(shí)間月平均溫度低于15℃日夜溫差變化較大風(fēng)、嚴(yán)寒、雪荷載最大限度地保溫（三）建筑氣候區(qū)劃建筑氣候分區(qū)及氣候策略氣候類型氣候特征及氣候因素建筑氣候策86

（三）建筑